Australischer Physiker biegt Licht mit Gravitation und verbessert Fernerkundung

Enbang Li, ein Senior Lecturer an der School of Physics der University of Wollongong, hat eine einfache, aber effektive Technik zur Lichtablenkung mittels Gravitation entwickelt.

Damit Li eine Annahme Albert Eins

Damit hat Li eine Annahme von Albert Einstein in Frage gestellt, nämlich dass die Lichtgeschwindigkeit konstant und unabhängig von der Bewegung des Beobachters ist.

Astrophysiker verwenden seit langem den Begriff

Astrophysiker verwenden seit langem den Begriff Gravitationslinseneffekt, um das Phänomen zu erklären, bei dem das Licht eines weit entfernten Sterns durch die Schwerkraft der dichten Himmelskörper auf seinem Weg abgelenkt wird. Dies ist ein Beispiel für die Teilchen-Wellen-Dualität des Lichts, aber die Lichtablenkung auf dem Planeten war schwierig.

Nun kann das einfache, drei Fuß lange Gerät von Enbang Li Licht biegen und könnte mehrere neue Anwendungen für Kartierungs-, Überwachungs- und Navigationssysteme eröffnen. Wie funktioniert das Gerät?

Das von Li entwickelte Gerät ist ziemlich klein und ragt nicht mehr als drei Fuß (einen Meter) hoch. Es besteht aus zwei Spulen aus faseroptischem Kabel, die, wenn sie ausgerollt werden, über sechs Meilen (10 km) lang wären.

Das Gerät funktioniert, indem es die

Das Gerät funktioniert, indem es die Zeitverzögerung zwischen zwei Lichtstrahlen vergleicht, die durch die spiralförmigen Spulen des Glasfaserkabels hinein und wieder heraus reisen. Die Zeitverzögerungen sind sehr gering und betragen oft nur wenige Pikosekunden.

Diese Datenpunkte sind jedoch skalierbar und helfen, die Störung des Laserlichts durch die Schwerkraft aufzuzeichnen.

„Winzige Schwankungen der Schwerkraft können kritische Veränderungen unter oder um uns herum offenbaren, von Grundwasserständen bis hin zu Magmabildungen unter Vulkanen, die auf zukünftige Eruptionen hindeuten könnten“, erklärte der Forscher in einer Pressemitteilung.

Moegliche Anwendungen

„Unsere Forschung deutet darauf hin, dass lichtbasierte Sensoriktechnologien eines Tages eine neue Möglichkeit bieten könnten, diese Veränderungen mit sehr hoher Präzision zu erkennen und zu überwachen.“ Neue Anwendungen, neue Perspektiven Die Gravitationsmessung wird bereits im Bergbau, in der Verteidigung und in den Geowissenschaften eingesetzt, da sie hilft, unter die Oberfläche zu „sehen“, indem sie Unterschiede in der Dichte von Gestein, Mineralien, Wasser und Tunneln unter der Erde nachweist.

Die meisten dieser Sensoren basieren auf mechanischen Systemen, die Vibrationen und Bewegungen erkennen, was ihren Einsatz auf beweglichen Plattformen wie U-Booten und Flugzeugen einschränkt.

Lichtbasierte Detektoren können diese Einschränkungen jedoch überwinden und bei gleichzeitig geringem Platzbedarf eine verbesserte Empfindlichkeit und Stabilität bieten. Li merkte an, dass sein Gerät unter kontrollierten Laborbedingungen funktionierte, was bei der Kalibrierung hilfreich war.

Seine Arbeit steckt noch in den

Seine Arbeit steckt noch in den Kinderschuhen, kann aber genutzt werden, um die Wechselwirkungen zwischen Licht und Gravitationsfeldern weiter zu erforschen. Der Forscher räumt ein, dass noch viel mehr Arbeit nötig ist, um die Quellen der Fluktuationen in den vom Gerät erfassten Zeitverzögerungssignalen zu identifizieren.

Während in diese Richtung gearbeitet wird, stellt das Gerät auch einige grundlegende Annahmen der Physik in Frage. Im Jahr 1905 postulierte Einstein, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum konstant und unabhängig von der Bewegung des Beobachters ist.

„Unsere experimentellen Ergebnisse deuten darauf hin, dass Photonen mit dem Gravitationsfeld der Erde auf Arten interagieren können, die beeinflussen könnten, wie Licht übertragen wird, was eine neue Perspektive auf diese langjährige Annahme bietet“, sagte Li in einer Pressemitteilung. Die Forschungsergebnisse wurden in Scientific Reports veröffentlicht.